СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗНОСА ТОРМОЗНЫХ НАКЛАДОК И ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА РАБОЧЕГО ТОРМОЗА АВТОМОБИЛЕЙ Российский патент 2016 года по МПК F16D66/02 

Изобретение относится к способу контроля износа тормозных накладок и воздушного зазора рабочего тормоза автомобилей, в частности автомобилей промышленного назначения, согласно ограничительной части п. 1 формулы. Кроме того, изобретение относится к устройству для контроля износа тормозных накладок и воздушного зазора рабочего тормоза автомобилей, в частности автомобилей промышленного назначения, согласно ограничительной части п. 7 формулы.

Родовые способ и устройство для рабочего пневмотормоза автомобиля описаны в DE 4212407 А1, где с помощью поворотного потенциометра, включенного в исполнительную цепь тормозного привода на каждое колесо, и электронного блока обработки, во-первых, определяется толщина тормозных накладок (индикация износа), а, во-вторых, за счет обработки выходных сигналов датчика угла поворота регулировочного устройства - воздушный зазор в данный момент. Конкретно для этого с помощью устройства управления, определяющего значение выходного сигнала датчика угла поворота, при каждом изменении выходного сигнала определяется разность с предыдущим значением сигнала, и по этой разности сигналов определяется или вычисляется воздушный зазор в данный момент. Под воздушным зазором подразумевается расстояние соответствующих тормозных накладок до своих пар трения на колесе; воздушный зазор не должен быть слишком большим, чтобы не ухудшить функциональную способность рабочего тормоза (характеристика срабатывания, ход тормозной педали и т.д.). В известном способе разность сигналов, начиная от регулярного воздушного зазора, например 0,8 мм, непрерывно определяется, и в зависимости от полученного отклонения или увеличения воздушного зазора предупредительный сигнал вырабатывается тогда, когда воздушный зазор слишком велик. Этот предупредительный сигнал должен побудить водителя привести в действие несколько раз быстро друг за другом тормоз, чтобы с помощью интегрированных в исполнительную цепь тормозного привода автоматических регулировочных устройств снова уменьшить воздушный зазор или же указать на технические неисправности. Таким образом, в данном конкретном случае воздушный зазор вычисляется по сигналу датчика поворота. Однако этот способ не подходит для того, чтобы установить неисправность тормоза и тормозной системы. Например, с помощью такого устройства нельзя обнаружить случайное приведение тормоза в действие. Следствием этого был бы перегрев тормоза, который разрушил бы как части тормоза, так и частично соседние детали.

Задачей изобретения является усовершенствование родового способа контроля износа тормозных накладок и воздушного зазора рабочего тормоза автомобилей, в частности автомобилей промышленного назначения, например грузовых автомобилей и автобусов, почти без дополнительных затрат таким образом, чтобы достигался еще лучший контроль воздушного зазора. Далее задачей изобретения является создание подходящего устройства для осуществления такого способа.

Эта задача решается посредством признаков независимых пунктов формулы. Предпочтительные варианты способа являются объектом зависимых пунктов.

По п. 1 предложен способ контроля износа тормозных накладок и воздушного зазора рабочего тормоза автомобилей, в частности автомобилей промышленного назначения, по меньшей мере, с одним датчиком хода на каждый колесный тормоз, включенным в исполнительную цепь тормозного привода и соединенным с электронным блоком обработки, причем датчик хода сигнализирует об износе накладок и одновременно посредством блока обработки воздушный зазор определяется таким образом, что при определенном по отношению к предварительно установленному номинальному воздушному зазору его заданном увеличении и, тем самым, при слишком большом воздушном зазоре активируется предупредительный индикатор. Согласно изобретению датчик хода и блок обработки выполнены так, что за счет оценки разности сигналов датчика хода при приведенном и не приведенном в действие рабочем тормозе текущий воздушный зазор определяется в качестве фактического воздушного зазора, и тем самым может определяться любое отклонение воздушного зазора от номинального.

Таким образом, как при определенном по отношению к предварительно установленному номинальному воздушному зазору заданном превышении и, тем самым, слишком большом воздушном зазоре, так и при определенном по отношению к предварительно установленному номинальному воздушному зазору его заданном недостижении и, тем самым, слишком маленьком воздушном зазоре или его отсутствии может активироваться предупредительный индикатор, например за счет записи предупредительного сигнала в электронную тормозную систему. Другими словами, посредством предложенного решения можно с помощью блока обработки активировать или выдать предупредительную индикацию, соответственно, предупредительный сигнал даже в тех случаях, когда из-за слишком маленького воздушного зазора возникает слишком маленькая разность сигналов или из-за отсутствия воздушного зазора разность сигналов не возникает. В то время как известный способ исходит из регулярного воздушного зазора, предложенный способ позволяет обработать весь возможный спектр сигналов и помимо опасности недостаточного тормозного действия из-за слишком большого воздушного зазора определить, прежде всего, также опасность перегрева тормоза из-за слишком маленького воздушного зазора. Поэтому с помощью предложенного контроля воздушного зазора можно заблаговременно обнаружить неисправность колесного тормоза как за счет осуществленного в определенной степени превышения номинального воздушного зазора, так и за счет его недостижения, а также неисправность колесного тормоза, например, относительно остаточного давления в тормозном цилиндре и тем самым своевременно предупредить об отказе тормозной системы. Поскольку сенсорные блоки для обнаружения износа накладок, как правило, уже серийно встроены, не возникает никаких значительных повышенных затрат на детали, а эксплуатационная надежность тормозных систем повышается, поскольку значения могут определяться электронным путем и обрабатываться, например, уже на борту. Таким образом, контроль воздушного зазора возможен без демонтажа дисковых колес. Воздушный зазор больше не приходится контролировать вручную. Следовательно, предупредительный сигнал вырабатывается при контроле воздушного зазора посредством блока обработки даже тогда, когда в тормозной системе, например при неисправности регулирования износа, воздушный зазор отсутствует или он слишком мал, что за счет постоянного контакта трения между тормозными накладками и вращающейся парой трения (например, тормозного диска) могло бы привести к перегреву тормоза.

Согласно одному особенно предпочтительному варианту способа предложено, что функционально связанный с устройством подачи датчик хода определяет его изменяющееся положение при приведении в действие рабочего тормоза в качестве первого значения сигнала. Соответственно датчик хода даже при не приведенном в действие рабочем тормозе и, следовательно, при приподнятых на определенный воздушный зазор от тормозного диска тормозных накладках определяет второе значение сигнала, так что затем посредством блока обработки можно сравнить разность сигналов, в частности разность напряжений, между первым и вторым значениями сигналов, причем в том случае, когда разность сигналов выше хранящегося в блоке обработки сравнительного или порогового значения, констатируется слишком большой воздушный зазор, а в случае, если разность сигналов ниже хранящегося в блоке обработки сравнительного или порогового значения, констатируется слишком маленький воздушный зазор, и в соответствии с этим блок обработки активирует соответствующий предупредительный сигнал. Этот контроль может осуществляться непрерывно или периодически в определенные моменты времени.

В предпочтительном варианте способа предложено, что блок обработки вырабатывает, по меньшей мере, два разных по приоритету предупредительных сигнала, которым соответствуют разные ступени предупреждения. Например, представляющему нерегулярный воздушный зазор предупредительному сигналу (оптическому и/или акустическому) может быть присвоен больший приоритет, чем предупредительному сигналу с меньшим по сравнению с ним приоритетом. При этом предпочтительно предусмотрено, что предупредительный сигнал с большим приоритетом требует скорейшего контроля тормозной системы и/или вызывает снижение скорости автомобиля, чтобы противодействовать возникающему перегреву тормозной системы из-за слишком маленького воздушного зазора или его отсутствия или исключить ухудшение тормозного действия при слишком большом воздушном зазоре. В качестве альтернативы предупредительный сигнал с большим приоритетом может также вырабатываться только тогда, когда обнаруживается слишком маленький воздушный зазор.

В случае гидравлического, и/или пневматического, и/или электромеханического рабочего тормоза автомобиля с дисковыми тормозами далее предложено, что соответствующие датчики хода в виде линейных датчиков интегрированы непосредственно в тормозные суппорты дисковых тормозов и помимо определяющего толщину тормозных накладок положения определяют также путь прижатия тормозных накладок при каждом или при определенных приведениях тормоза в действие. Таким образом, достигается особенно точное определение воздушного зазора за счет того, что устранены любые свободные зазоры, допуски на детали и т.д. в исполнительной цепи рабочего тормоза, или с помощью измерительной техники непосредственно определяется ход тормозных накладок или их держателей.

Наконец, в случае регулируемого электронным путем рабочего тормоза автомобиля блок обработки датчиков хода может быть реализован в виде электронного блока управления рабочим тормозом, в результате чего могут отпасть дополнительные детали или электрические провода и т.д. и требуется лишь соответствующая модификация блока управления. Сюда входит также преимущество легкой реализации этапов способа в уже имеющихся автомобилях.

Достигаемые предложенным устройством преимущества уже подробно пояснялись выше в сочетании со способом. В этом отношении следует указать на приведенные выше рассуждения. Кроме того, с таким устройством заявлен также автомобиль, в частности автомобиль промышленного назначения, также обладающий названными выше преимуществами.

Пример осуществления изобретения более подробно поясняется ниже со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором сильно схематично изображен вид сверху на тормозной суппорт дискового тормоза автомобиля с интегрированным датчиком хода для определения износа тормозных накладок и воздушного зазора, причем данные сигналов обрабатываются лишь в обозначенном блоке управления рабочим тормозом.

Тормозной суппорт (скоба) 10 является частью дискового тормоза колеса автомобиля, а его тормозные накладки с держателями 12, 14 накладок посредством блока подачи (не показан) рабочего тормоза могут прижиматься к тормозному диску 16 (показан лишь частично). Тормозной суппорт 10 может иметь известную конструкцию и изображен и описан лишь настолько, насколько это необходимо для понимания изобретения.

В тормозной суппорт 10 интегрирован линейный датчик 18 хода, который своим корпусом 18а функционально связан, с одной стороны, с устройством подачи или гидравлическим поршнем (не показан), а своим измерительным зондом 18b присоединен, с другой стороны, к корпусу 10а тормозного суппорта 10 и при приведенном в действие рабочем тормозе определяет изменяющееся положение устройства подачи относительно корпуса 10а тормозного суппорта 10 в качестве значения «а» сигнала.

При не приведенном в действие рабочем тормозе тормозные накладки держателями 12, 14 накладок приподняты от тормозного диска 16 на величину воздушного зазора «S», причем в этом случае датчик 18 хода выдает второе значение «b» сигнала, отличающееся от значения «а».

Линейный датчик 18 хода может быть выполнен известным образом в виде датчика магнитного поля, который в зависимости от глубины погружения выдает разные значения напряжения, подаваемые к лишь обозначенному электронному блоку 20 управления рабочим тормозом.

Таким образом, например, сигналы vl, vr, hl, hr передних и задних, левых и правых колес или их тормозных суппортов 10 с интегрированными датчиками 18 хода обрабатываются в блоке 20 управления описанным ниже образом.

К блоку 20 управления подаются тормозной сигнал В и сигнал Р тормозного давления для определения рабочего состояния тормозной системы (состояние торможения или свободное состояние).

При приведенном в действие рабочем тормозе значение а сигнала 18 датчика служит для определения износа тормозных накладок 12, 14. Если значение а одного из тормозных суппортов 10 ниже определенного порогового значения или значения а сигнала, то электронный блок 20 управления вырабатывает первый предупредительный сигнал, который активирует, например, предупредительный индикатор 22 меньшего приоритета (например, желтый).

Предупредительный сигнал может быть выполнен в виде запрещающего показания сигнала (удерживающая схема) и при запуске двигателя автомобиля всегда остается установленным, пока, при необходимости, тормозные накладки 12, 14 не будут заменены. Индикация 22 износа происходит известным образом настолько своевременно, что немедленного ухудшения функциональной способности рабочего тормоза не происходит и надежно обеспечивается способность автомобиля к эксплуатации в данный момент.

С ослаблением рабочего тормоза на тормозных суппортах 10 снова устанавливается воздушный зазор S, причем значение а сигнала изменяется на значение b сигнала для не приведенного в действие рабочего тормоза.

Посредством блока 20 управления сравнивается разность сигналов или разность напряжений между значениями а, b сигнала. Если разность сигналов выше хранящегося в блоке 20 управления значения (воздушный зазор слишком большой) или ниже него (воздушный зазор слишком маленький или отсутствует), то блок управления вырабатывает второй предупредительный сигнал, например, за счет активирования второго, например красного, предупредительного индикатора 24, который указывает на скорейший необходимый контроль рабочего тормоза и, при необходимости, на ограничение скорости движения автомобиля.

Предупредительный индикатор 24 также выполнен в виде запрещающего показания сигнала (удерживающая схема) и вплоть до контроля рабочего тормоза в автосервисе остается установленным и может быть там снова сброшен, например посредством прибора диагностики. Предупредительный индикатор 24 может быть выполнен в виде оптического предупредительного сигнала, например мигающего, и/или может быть комбинирован с акустическим предупредительным сигналом, или может быть выполнен иным образом.

Помимо предупредительных индикаторов 22, 24 недопустимые отклонения номинальных значений а, b сигнала могут также храниться в памяти неисправностей в блоке 20 управления и считываться посредством приборов диагностики.

Контроль воздушного зазора S тормозных накладок 12, 14 на тормозных суппортах 10 путем сравнения значений а, b сигнала в блоке 20 управления может осуществляться при каждом запуске двигателя, в определенные интервалы времени или торможения, или постоянно. Разумеется, возможно также обратное использование значений а, b сигнала, например таким образом, что со значением b износ тормозных накладок определяется при не приведенном в действие рабочем тормозе, тогда как со значением а при приведенном в действие рабочем тормозе образуется разность сигналов для контроля воздушного зазора.

Изобретение не ограничено описанным примером его осуществления. Вместо дисковых тормозов могут быть предусмотрены также барабанные тормоза или обе системы тормозов, причем датчики хода могут быть интегрированы в подходящем месте исполнительной цепи рабочего тормоза (например, на рычажных, передаточных механизмах и т.д.).

Если в приводе рабочего тормоза используются регулировочные механизмы автоматического действия, то датчики 18 хода следует предусмотреть в силовом потоке после них, чтобы можно было всегда компенсировать износ тормозных накладок.

Датчики 18 хода могут быть выполнены также в виде потенциометров, при необходимости, также в виде поворотных потенциометров.

Изобретение относится к способу и устройству для контроля износа тормозных накладок и воздушного зазора рабочего тормоза автомобилей, в частности автомобилей промышленного назначения, по меньшей мере, с одним датчиком хода на каждый колесный тормоз, который включен в исполнительную цепь тормозного привода и соединен с электронным блоком обработки, причем датчик хода сигнализирует об износе накладок, и одновременно посредством блока обработки определяется воздушный зазор, и при определенном по отношению к предварительно установленному номинальному воздушному зазору заданном увеличении воздушного зазора и, тем самым, при слишком большом воздушном зазоре активируется предупредительный индикатор. Согласно изобретению датчик (18) хода и блок (20) обработки выполнены так, что за счет оценки разности сигналов датчика хода при приведенном и не приведенном в действие рабочем тормозе текущий воздушный зазор (S) определяется в качестве фактического воздушного зазора и, тем самым, определяется любое отклонение воздушного зазора (S) от заданного воздушного зазора, причем как при выявленном превышении воздушного зазора и, тем самым, слишком большом воздушном зазоре (S), так и при выявленном недостижении и, тем самым, слишком маленьком или отсутствующем воздушном зазоре (S) активируется предупредительный индикатор. Достигается улучшение контроля воздушного зазора. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ контроля износа тормозных накладок и воздушного зазора рабочего тормоза автомобилей, по меньшей мере, с одним датчиком хода на каждый колесный тормоз, включенным в исполнительную цепь тормозного привода и соединенным с электронным блоком обработки, причем датчик хода сигнализирует об износе накладок и одновременно посредством блока обработки определяют воздушный зазор, и при определенном по отношению к предварительно заданному номинальному воздушному зазору его заданном увеличении и, тем самым, при слишком большом воздушном зазоре активируют предупредительный индикатор, отличающийся тем, что датчик (18) хода и блок (20) обработки выполнены так, что за счет оценки разности сигналов датчика хода при приведенном и не приведенном в действие рабочем тормозе текущий воздушный зазор (S) определяют в качестве фактического воздушного зазора и, тем самым, определяют любое отклонение воздушного зазора (S) от номинального воздушного зазора, причем как при определенном по отношению к предварительно установленному номинальному воздушному зазору заданном превышении воздушного зазора и, тем самым, при слишком большом воздушном зазоре (S), так и при определенном по отношению к предварительно установленному номинальному воздушному зазору заданном недостижении и, тем самым, при слишком маленьком воздушном зазоре (S) или его отсутствии активируют предупредительный индикатор.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что с помощью функционально связанного с устройством подачи датчика (18) хода определяют изменяющееся положение устройства подачи при приведении в действие рабочего тормоза в качестве первого значения (а) сигнала, причем при не приведенном в действие рабочем тормозе и в соответствии с этим при приподнятых на определенный воздушный зазор (S) от тормозного диска (16) тормозных накладках (12, 14) с помощью датчика (18) хода определяют второе значение (b) сигнала, причем посредством блока (20) обработки сравнивают разность сигналов, в частности разность напряжений, между первым и вторым (а, b) значениями сигнала, причем в случае, если разность сигналов выше хранящегося в блоке (20) обработки сравнительного или порогового значения, констатируют слишком большой воздушный зазор (S), а в случае, если разность сигналов ниже хранящегося в блоке (20) обработки сравнительного или порогового значения, констатируют слишком маленький воздушный зазор и в соответствии с этим посредством блока (20) обработки активируют соответствующий предупредительный сигнал.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что посредством блока (20) обработки вырабатывают, по меньшей мере, два разных по приоритету предупредительных сигнала (22, 24), которым соответствуют разные ступени предупреждения.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что предупредительный сигнал (24) с более высоким приоритетом вырабатывают только тогда, когда обнаруживают слишком маленький воздушный зазор (S).

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в случае дисковых тормозов (10, 16) в качестве рабочего тормоза автомобиля датчики (18) хода в виде линейных датчиков интегрируют непосредственно в тормозные суппорты (10) и с их помощью помимо определяющего толщину тормозных накладок (12, 14) положения определяют также путь их прижатия при каждом или при определенных приведениях тормоза в действие.

6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в случае регулируемого электронным путем рабочего тормоза автомобиля блок обработки датчиков (18) хода реализуют в виде электронного блока (20) управления рабочим тормозом.

7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что контроль износа тормозных накладок и воздушного зазора рабочего тормоза осуществляют в автомобиле промышленного назначения.

8. Устройство для контроля износа тормозных накладок и воздушного зазора рабочего тормоза автомобилей для осуществления способа по одному из пп.1-7, по меньшей мере, с одним датчиком хода на каждый колесный тормоз, включенным в исполнительную цепь тормозного привода и соединенным с электронным блоком обработки, причем датчик хода сигнализирует об износе накладок, и одновременно посредством блока обработки может определяться воздушный зазор, и причем предусмотрен предупредительный индикатор, выполненный с возможностью активирования при определенном по отношению к предварительно заданному номинальному воздушному зазору заданном превышении воздушного зазора и, тем самым, при слишком большом воздушном зазоре, отличающееся тем, что датчик (18) хода и блок (20) обработки выполнены так, что за счет оценки разности сигналов датчика хода при приведенном и не приведенном в действие рабочем тормозе текущий воздушный зазор (S) определяют в качестве фактического воздушного зазора и, тем самым, определяют любое отклонение воздушного зазора (S) от номинального воздушного зазора, причем как при определенном по отношению к предварительно установленному номинальному воздушному зазору заданном превышении воздушного зазора и, тем самым, при слишком большом воздушном зазоре (S), так и при определенном по отношению к предварительно установленному номинальному воздушному зазору заданном недостижении и, тем самым, при слишком маленьком воздушном зазоре (S) или его отсутствии активируют предупредительный индикатор.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что в случае дисковых тормозов (10, 16) в качестве рабочего тормоза автомобиля датчики (18) хода в виде линейных датчиков интегрированы непосредственно в тормозные суппорты (10) и выполнены с возможностью определения помимо определяющего толщину тормозных накладок (12, 14) положения также пути их прижатия при каждом или при определенных приведениях тормоза в действие.

10. Устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что в случае регулируемого электронным путем рабочего тормоза автомобиля блок обработки датчиков (18) хода реализован в виде электронного блока (20) управления рабочим тормозом.

11. Автомобиль с устройством для контроля износа тормозных накладок и воздушного зазора рабочего тормоза по одному из пп.8-10.

12. Автомобиль по п.11, отличающийся тем, что представляет собой автомобиль промышленного назначения.